國產(chǎn)射頻芯片的終局之戰
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01.技術(shù)之爭
在芯片行業(yè)，產(chǎn)品是技術(shù)的體現，技術(shù)是人才的體現，但技術(shù)又不僅僅是人才的體現，也是時(shí)間和資金的體現。做出技術(shù)領(lǐng)先的芯片產(chǎn)品，需要人才、時(shí)間和資金的投入。只有這三個(gè)要素同時(shí)到位，才能獲得技術(shù)競爭力。技術(shù)優(yōu)勢和競爭力最終要落在產(chǎn)品上，用產(chǎn)品說(shuō)話(huà)才有價(jià)值和意義。對企業(yè)來(lái)說(shuō)，不能落地的技術(shù)，不能轉換成產(chǎn)品競爭力的技術(shù)，就不是真正有意義的技術(shù)。射頻芯片技術(shù)在中國經(jīng)歷了近20年的發(fā)展，從蹣跚學(xué)步，到突飛猛進(jìn)，離不開(kāi)中國射頻人的堅持和努力，離不開(kāi)資本的青睞和加持。今天，中國射頻前端芯片技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)全面鋪開(kāi)，學(xué)習和追趕國外廠(chǎng)商。下面對國產(chǎn)射頻芯片技術(shù)和產(chǎn)品做個(gè)歸納和總結：2G PA/3G PA:國內從2006年開(kāi)始量產(chǎn)2G PA至今已有16年，從開(kāi)始采用砷化鎵工藝到現在已全部采用CMOS工藝。國產(chǎn)射頻芯片公司做得既便宜又好。3G PA從2012年開(kāi)始實(shí)現國產(chǎn)，砷化鎵和CMOS工藝共存，純粹的3G手機市場(chǎng)基本上沒(méi)有了，PA就也沒(méi)有了市場(chǎng)空間。Phase 2/Phase 5N:到了4G PA，在MTK的主導下創(chuàng )新出Phase2架構，簡(jiǎn)稱(chēng)Phase2 PA。這也是PA模組化最早的雛形，采用基板技術(shù)，幾個(gè)不同DIE集成在一個(gè)封裝里，并采用不同的工藝，集成PA和開(kāi)關(guān)。國內射頻芯片公司花了三年時(shí)間集中研發(fā)取得了成功，又花了2年時(shí)間在技術(shù)上迭代才追上國外廠(chǎng)商。接著(zhù)，在Phase2 PA的基礎上升級到Phase 5N，進(jìn)入到5G PA行列，技術(shù)上沒(méi)有太多障礙。L-PAMiF：Sub-6GHz UHB L-PAMiF對PA的設計難度大幅提升，n77/78/79 PA頻率更高，帶寬更寬，設計難度也就更大。同時(shí)要求更高的功率，更高的集成度，增加集成LNA和濾波器，導致對散熱要求更高。國內頭部射頻芯片公司在2020年開(kāi)始量產(chǎn)，到今天實(shí)現量產(chǎn)的國產(chǎn)射頻芯片有四家，因而拉開(kāi)了國產(chǎn)射頻芯片公司之間的技術(shù)差距。PAMiD：5G手機sub-3GHz PA模組方案，經(jīng)歷了Phase7到Pahse7L，把LNA整合到PAMiD，成了高集成度的L-PAMiD，該方案是目前最廣泛使用的模組方案；接下來(lái)從Phase7L演進(jìn)到Phase7LE，在MH L-PAMiD基礎上增加EN-DC。國內在這個(gè)產(chǎn)品上都是空白，大量的濾波器被集成，相比L-PAMiF，集成度更高，研發(fā)難度更大。PAMiD將進(jìn)一步拉大國內射頻芯片廠(chǎng)家之間的技術(shù)差距。WiFi FEM:做WiFi4 FEM很容易，做WiFi5 FEM也不難，但做好WiFi6 FEM并實(shí)現正常量產(chǎn)，顯然不是那么容易。WiFi FEM已經(jīng)進(jìn)入WiFi6時(shí)代，頻段涉及2.4GHz、5GHz和6GHz。沒(méi)有全頻段覆蓋，不叫做WiFi FEM；沒(méi)有現實(shí)WiFi6 FEM技術(shù)，不叫做WiFi FEM。因為WiFi7已經(jīng)來(lái)了，接下來(lái)要開(kāi)始研發(fā)WiFi7 FEM。Cat.1 PA:Cat.1 PA是Phase2 PA的縮減版，相同的技術(shù)。難度在于誰(shuí)能把尺寸做小，把成本做低。BT FEM:藍牙FEM的技術(shù)門(mén)檻低，采用CMOS工藝，研發(fā)相對簡(jiǎn)單。市場(chǎng)很小，卻有近10家國產(chǎn)BT FEM。UWB FEM:UWB FEM跟BT FEM類(lèi)似，采用CMOS工藝，沒(méi)有線(xiàn)性技術(shù)指標要求，功率要求不高，但頻率從6G-9GHz，屬于高頻寬帶。整體來(lái)說(shuō)，技術(shù)難度不大，技術(shù)上沒(méi)有演進(jìn)，做完即結束，國內在做的也有好幾家。**** PA：市場(chǎng)上關(guān)于****PA的介紹很少，大眾熟悉的PA公司都沒(méi)有正式介入。是技術(shù)太難，還是市場(chǎng)太??？****PA分為宏****PA和微****PA，這一塊在5年以前被國外公司所壟斷。早期，宏****PA采用LDMOS工藝，現在70%的產(chǎn)品轉為氮化鎵工藝。技術(shù)難度是有的，尤其是在可靠性方面要求高。微****PA一般為10W，采用砷化鎵工藝，技術(shù)難度相對要低一些?，F在國內公司已經(jīng)進(jìn)入這個(gè)****市場(chǎng)。DiFEM/LFEM:這個(gè)產(chǎn)品，國內已經(jīng)有龍頭存在，技術(shù)上不存在問(wèn)題，國產(chǎn)芯片在成本上也很有競爭力。批次的一致性是目前存在的挑戰，如果自身沒(méi)有SAW濾波器資源，基本上不可能在這個(gè)賽道存活下來(lái)。Switch/LNA:開(kāi)關(guān)和LNA成為了射頻前端芯片最為基礎的常規產(chǎn)品，會(huì )出現在各種芯片模組里。做FEM的公司都有這個(gè)技術(shù)，國內有這個(gè)技術(shù)和產(chǎn)品的公司超過(guò)50家。濾波器：濾波器是國內射頻芯片最需要突破的地方，濾波器研發(fā)技術(shù)涉及到EDA、設計和工藝，以及封裝技術(shù)。做濾波器，需要建立自己的生產(chǎn)線(xiàn)成為行業(yè)共識。BAW/FBAR濾波器還會(huì )遇到專(zhuān)利問(wèn)題，繞開(kāi)國外的專(zhuān)利將讓國內射頻芯片公司付出高昂的研發(fā)時(shí)間和費用。
02.市場(chǎng)之爭
市場(chǎng)之爭也是技術(shù)之爭，產(chǎn)品之爭。射頻前端芯片的前三大市場(chǎng)分別是手機市場(chǎng)、WiFi路由器市場(chǎng)、****市場(chǎng)。手機市場(chǎng)之爭是大客戶(hù)之爭，實(shí)際上就是華為/榮耀、小米、OPPO、vivo，再加三大ODM廠(chǎng)商聞泰、華勤、龍旗，都是圍繞這幾個(gè)客戶(hù)的爭奪。根據供應鏈管理原則，每個(gè)客戶(hù)一般只會(huì )導入2~3家國產(chǎn)射頻芯片公司（保留2家國外公司）。這樣會(huì )導致一個(gè)結局：有主力核心產(chǎn)品，但沒(méi)有大客戶(hù)，出局；有大客戶(hù)，但沒(méi)有主力核心產(chǎn)品，出局。既有主力核心產(chǎn)品又有大客戶(hù)的國產(chǎn)射頻芯片公司才能贏(yíng)得終局之戰。何謂主力核心產(chǎn)品？是那些技術(shù)含量高并且銷(xiāo)售額占比大的產(chǎn)品。在射頻芯片行業(yè)，芯片產(chǎn)品越高端，市場(chǎng)規模往往越大。所以，國產(chǎn)射頻芯片公司一邊要攀登技術(shù)高峰，一邊要攻占大客戶(hù)，面臨的挑戰很大。從下面產(chǎn)品的2021年國內市場(chǎng)規模就可以看出：2G PA/3G PA市場(chǎng)規模：6億元以?xún)?/span>市場(chǎng)在萎縮，產(chǎn)品做到了極致，低毛利，國產(chǎn)供應商只剩2~3家。Phase 2/Phase 5N PA市場(chǎng)規模：約55億元Phase 2 PA和Phase 5N PA大部分已經(jīng)國產(chǎn)化，Skyworks和Qorvo一共還有10億元市場(chǎng)。隨著(zhù)4G手機轉為5G手機，Phase 2 PA會(huì )下降，Phase 5N PA會(huì )增長(cháng)，但整體的市場(chǎng)規模在近兩年會(huì )維持不變。唯捷創(chuàng )芯占約60%的市場(chǎng)份額。L-PAMiF+LFEM市場(chǎng)規模：約50億元一般來(lái)說(shuō)，客戶(hù)會(huì )一起采購L-PAMiF+LFEM，除了慧智微在2020年開(kāi)始供應客戶(hù)，國內其他廠(chǎng)商在2021年下半年才開(kāi)始批量供應。這個(gè)產(chǎn)品主要是國外廠(chǎng)家為主，其市場(chǎng)規模隨著(zhù)5G手機增長(cháng)而增長(cháng)。預計在2022年，大部分市場(chǎng)份額會(huì )被國產(chǎn)射頻芯片替代。PAMiD市場(chǎng)規模：約60億元這個(gè)市場(chǎng)為Skyworks、Qorvo和高通RF360所占有。市場(chǎng)規模會(huì )繼續增長(cháng)，但兩年內國產(chǎn)射頻芯片公司還吃不到這塊市場(chǎng)蛋糕。分立Switch/LNA市場(chǎng)規模：約36億元（射頻開(kāi)關(guān)：28億，LNA：8億）到目前為止，市場(chǎng)被卓勝微所壟斷，估算大約有15億元來(lái)自韓國市場(chǎng)。根據唯捷創(chuàng )芯財報，2021年射頻開(kāi)關(guān)銷(xiāo)售額約5000萬(wàn)元。這個(gè)市場(chǎng)規模是往下走的，只要卓勝微不放棄這個(gè)市場(chǎng)，其他公司都沒(méi)有機會(huì )。即使是手機PA公司，有射頻開(kāi)關(guān)技術(shù)，有好的供應鏈價(jià)格，有大客戶(hù)基礎，也沒(méi)有機會(huì )。否則，這些手機PA公司直接干射頻開(kāi)關(guān)上市好了。DiFEM市場(chǎng)規模：20億元（猜測）市場(chǎng)上在量產(chǎn)交貨的DiFEM國外廠(chǎng)家有Skyworks、村田、Qorvo、高通RF360，國內只有卓勝微。目前沒(méi)有收集到具體市場(chǎng)數據，待后續更新。隨著(zhù)卓勝微SAW濾波器工廠(chǎng)量產(chǎn)，在DiFEM市場(chǎng)，卓勝微將繼續成為主導者，甚至壟斷者。WiFi FEM市場(chǎng)規模：約30億元WiFi6 FEM市場(chǎng)規模大于WiFi5 FEM，WiFi5 FEM市場(chǎng)規模大于WiFi4。相信在未來(lái)，WiFi7 FEM市場(chǎng)規模一定大于WiFi6 FEM。國內有20多家公司在做WiFi FEM，而目前80%以上的WiFi FEM市場(chǎng)份額屬于Skyworks、Qorvo和Richwave，高通RF360也在研發(fā)WiFi FEM，將加入到這個(gè)市場(chǎng)。Cat.1 PA市場(chǎng)規模：約3億元市場(chǎng)容量不大，市場(chǎng)成長(cháng)空間有限。國產(chǎn)競爭廠(chǎng)商達7家之多，技術(shù)上沒(méi)有演進(jìn)，最后都是同質(zhì)化產(chǎn)品殺價(jià)格，無(wú)利可圖。BT FEM市場(chǎng)規模：1億元左右這么小的市場(chǎng)空間，為什么有多達10家國產(chǎn)廠(chǎng)商。答案只有一個(gè)：技術(shù)門(mén)檻太低。UWB FEM市場(chǎng)規模：約200萬(wàn)元UWB和藍牙一樣是短距離通信，基本上不需要外加FEM，同時(shí)追求的又是低功耗，加了FEM就沒(méi)法低功耗。UWB****側需要加FEM，增大****功率。但UWB****的推廣屬于民間商業(yè)化范疇，與運營(yíng)商無(wú)關(guān)。UWB是10多年前的老技術(shù)了，未來(lái)市場(chǎng)能不能起來(lái)，什么時(shí)候起來(lái)，都有不確定性。就算UWB市場(chǎng)起來(lái)了，UWB****側加FEM的市場(chǎng)規模也就是1億元左右。****射頻前端芯片市場(chǎng)規模：30~60億元****市場(chǎng)受技術(shù)升級和政策影響很大，屬于周期性波動(dòng)市場(chǎng)。所以，在這里強調2021年市場(chǎng)規模沒(méi)有多大參考意義。****射頻前端芯片包括PA、Switch、LNA、Filter（SAW、LTCC、BAW/FBAR）。****又分為宏****和微****，據市場(chǎng)信息，2021年微****PA市場(chǎng)規模為5億元，宏****和微****采購的濾波器為6億元左右。國內宏****和微****PA格局初定，三個(gè)客戶(hù)和四家國產(chǎn)****PA廠(chǎng)商?？蛻?hù)為華為、中興、新華三，四家國產(chǎn)****PA廠(chǎng)商中有三家國產(chǎn)PA廠(chǎng)商處在即將上市或者上市輔導中，還有一家是不會(huì )上市的。據行業(yè)內人士告知，國產(chǎn)****PA在2021年實(shí)現出貨近20億元。分立濾波器市場(chǎng)規模：約110億元（SAW濾波器：100億元，BAW/FBAR：10億元）這110億元濾波器市場(chǎng)包括村田7億美金、高通3億美金（SAW+BAW）、Wisol2億美金、太誘2億美金、博通1億美金（FBAR）、國產(chǎn)濾波器2億美金。手機上只有n40、n41頻段會(huì )采用BAW/FBAR濾波器，而且在未來(lái)，大部分的濾波器會(huì )集成在模組里。國產(chǎn)濾波器80%的銷(xiāo)售額來(lái)自四家公司：好達、德清華瑩、麥捷科技、三安集成。
03.PA與濾波器之爭
射頻前端模組的到來(lái)，PA和濾波器本來(lái)可以成為合作關(guān)系，但隨著(zhù)越來(lái)越多的國產(chǎn)濾波器公司對外官宣在研****頻前端模組，這種關(guān)系由合作轉變?yōu)楦偁帯?/span>有一句話(huà)說(shuō)到：“大家都窮的好好的，你為什么要先富起來(lái)，打破這種平衡呢？”在任何一個(gè)行業(yè)，一個(gè)打破了平衡的人，就有無(wú)限的可能?？赡苓€會(huì )保持原有的圈子，也可能會(huì )拋棄原有...國內射頻芯片行業(yè)陷入了囚徒困境，國產(chǎn)濾波器公司在研發(fā)PAMiD、LPAMiF、LFEM、DiFEM，手機PA公司要不要進(jìn)入濾波器呢？卓勝微從射頻開(kāi)關(guān)開(kāi)始，進(jìn)入到濾波器，最后實(shí)現PA模組化，是國內射頻前端芯片布局最完整的公司。唯捷創(chuàng )芯怎么辦？其他國產(chǎn)PA公司怎么辦？毫無(wú)疑問(wèn)，必須自己做濾波器，就像Skyworks、Qorvo、高通那樣，有自己的濾波器才能做出有競爭力的射頻前端模組。國產(chǎn)PA與國產(chǎn)濾波器之間的競爭就此拉開(kāi)序幕，誰(shuí)會(huì )成為這場(chǎng)終局之戰的勝者呢？國產(chǎn)PA與國產(chǎn)濾波器之爭，實(shí)質(zhì)上是PAMiD+LPAMiF產(chǎn)品之爭，尤其是PAMiD，模組里濾波器占總成本的60%。誰(shuí)更有優(yōu)勢？我們先做產(chǎn)品分析。PAMiD中所需要的濾波器均為小尺寸，如Low Profile CSP（厚度小于0.35mm），或者WLP。因為PAMiD應用于高端手機，對濾波器性能、可靠性要求高。另外，PAMiD需要支持復雜CA功能，需要用到四工器或者六工器，對濾波器設計要求難度大大提高。PAMiD需要的濾波器包括，Low band: n5、n8、n12、n20，Mid band: n1、n3、B34/39，High band: n7、n40、n41，其中SAW濾波器占70%，BAW濾波器占30%。除了n40、n41BAW/FBAR濾波器有國產(chǎn)廠(chǎng)商可以提供，其他濾波器都是只有國外廠(chǎng)商。至于LPAMiF，n77/79頻段采用的是LTCC或者IPD濾波器，與SAW和BAW/FBAR濾波器無(wú)關(guān)。未來(lái)毫米波AiP和SAW、BAW/FBAR濾波器也沒(méi)有關(guān)系。
國產(chǎn)濾波器公司做PAMiD和LPAMiF，首先要研發(fā)PA，因為市場(chǎng)上沒(méi)有公司賣(mài)5G PA裸DIE；其次要研發(fā)模組需要的濾波器，當然也可以外購國外濾波器，但那樣在PA和濾波器上都沒(méi)有優(yōu)勢。所以，要在競爭中取勝，國產(chǎn)濾波器公司必須在PA和濾波器研發(fā)上齊頭并進(jìn)，在人力和資金上都要大投入。再回看國產(chǎn)濾波器走到哪一步了，分立Rx SAW濾波器已經(jīng)OK，分立大尺寸Normal SAW濾波器只能應用于如B1/5頻段，分立大尺寸TC-SAW濾波器（可擴展到B3/8/28/7等頻段）還沒(méi)有，可集成小尺寸并采用IHP/TC-SAW/BAW等工藝實(shí)現B1/3四工器等全頻段濾波器更沒(méi)有。但對手機PA公司來(lái)說(shuō)，PA技術(shù)已經(jīng)掌握，只需要購買(mǎi)國外濾波器來(lái)做PAMiD，解決集成化的問(wèn)題，后續再進(jìn)行國產(chǎn)濾波器替代（不管是買(mǎi)還是自己做）。相對來(lái)說(shuō)，能更快地推出PAMiD產(chǎn)品。未來(lái)未知，國產(chǎn)PA與國產(chǎn)濾波器之爭到底誰(shuí)會(huì )勝出，只能拭目以待。04.結語(yǔ)國產(chǎn)射頻芯片終局之戰會(huì )分為兩個(gè)賽段，第一賽段是上市出線(xiàn)賽，第二賽段是上市后的淘汰賽。有人會(huì )倒在第一賽段，有人會(huì )倒在第二賽段，不管哪個(gè)賽段，這個(gè)賽程都不會(huì )太長(cháng)。不要懼怕結果和未來(lái)，做好你自己，去看更明亮的光，看更深邃的夢(mèng)，即使哪天告別了芯片創(chuàng )業(yè)，也要告訴自己活過(guò)一場(chǎng)。
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